滾動軸承再制造的行業(yè)現(xiàn)狀與研究進(jìn)展

陳龍

（河南科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，河南 洛陽 471003）

1 概述

再制造[1]具有能耗低、排放少的突出優(yōu)勢，因而得到了各國的極大重視。再制造業(yè)三十余年前興起于歐美國家，其產(chǎn)業(yè)范圍非常廣泛，包括汽車、工程機(jī)械、電動機(jī)、機(jī)床、器械、家電、辦公設(shè)備等[2]。我國的再制造行業(yè)起步于本世紀(jì)，2000年，“再制造工程技術(shù)及理論研究”被國家自然科學(xué)基金委員會列為“十五”優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域；2005年，國務(wù)院頒布的21，22號文件明確表示支持廢舊機(jī)電產(chǎn)品再制造；2009年，《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》正式生效；2010年，國家發(fā)展改革委員會與機(jī)電行業(yè)35家企業(yè)簽署承諾書，正式啟動了機(jī)電產(chǎn)品零部件再制造試點(diǎn)工作；2011年，國家11個部委聯(lián)合發(fā)布的[2010]991號《關(guān)于推進(jìn)再制造產(chǎn)業(yè)的意見》和工信部 [2010]303號關(guān)于《再制造產(chǎn)品認(rèn)定管理暫行辦法》規(guī)范了再制造產(chǎn)品的生產(chǎn)問題[3]。

滾動軸承再制造[4]的方法包含但又不僅限于廣義再制造的范疇。廣義再制造主要依靠電鍍或者噴涂技術(shù)在零件表面增加材料，并通過機(jī)械加工恢復(fù)零件尺寸與形狀精度；滾動軸承再制造需要采用此類技術(shù)，如：軸承內(nèi)、外徑面在長期使用過程中可能發(fā)生磨損或精度喪失，采用上述再制造技術(shù)在內(nèi)、外圈表面涂覆材料后再進(jìn)行機(jī)械加工，恢復(fù)其裝配尺寸和精度，以實(shí)現(xiàn)軸承與機(jī)械裝備的配合。另一個方面，滾動軸承再制造又與廣義再制造存在差異，其差異性主要表現(xiàn)在滾道的再制造上，由于工作中滾動體與滾道的接觸副承受巨大的交變應(yīng)力，采用電鍍或噴涂類的材料增長技術(shù)再制造出的滾道難以滿足滾動軸承的應(yīng)用需求，目前廣泛采用去除材料的方法來再制造軸承。

由于滾道再制造方法的特殊性，滾動軸承再制造后無法回歸到原始設(shè)計壽命，只能使軸承壽命回歸到原始壽命曲線，如圖1所示。圖中計算額定壽命曲線是指軸承選型過程中依據(jù)軸承應(yīng)用工況建立的理論壽命曲線。實(shí)際應(yīng)用中，由于安裝因素、環(huán)境污染、潤滑不充分等因素影響，實(shí)際壽命往往偏離預(yù)測壽命值（應(yīng)用于重工領(lǐng)域軸承的實(shí)際壽命小于10%的計算壽命L10[5]）。軸承再制造的目的是挖掘軸承零件（主要是套圈）未被充分使用的軸承剩余壽命。

圖1 滾動軸承再制造的壽命曲線Fig.1 Life curves of remanufacturing of rolling bearing

現(xiàn)以滾動軸承為研究對象，分析軸承再制造的行業(yè)現(xiàn)狀、技術(shù)特征以及未來發(fā)展趨勢。

2 滾動軸承再制造的行業(yè)現(xiàn)狀

滾動軸承再制造的發(fā)展歷程較為曲折，但經(jīng)過近70年的發(fā)展，目前滾動軸承再制造已進(jìn)入相對穩(wěn)定和成熟的時期，形成了較為完整的再制造分級方法與工藝流程。

2.1 發(fā)展歷程

文獻(xiàn)[4]提出其旗下品牌FAG軸承再制造起源于1954年，但目前能查到的完整軸承再制造技術(shù)資料為文獻(xiàn)[6]中軸承修復(fù)工藝總結(jié)。長沙軸承修配廠再制造對象為農(nóng)機(jī)軸承，該廠在軸承再制造實(shí)踐過程中編制了零件與成品的檢查規(guī)程[7]，并制定了相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[6]；工藝方法上，除了常規(guī)的清洗拋光外，還包含鍍鉻工藝、滾道磨削工藝、保持架整形工藝以及裝配過程中的選配工藝等，在當(dāng)時的社會經(jīng)濟(jì)條件下，這些工藝方法的實(shí)施與應(yīng)用是非常先進(jìn)的。由于當(dāng)時缺乏完善的理論基礎(chǔ)，其缺陷在于再制造方案的制定較為隨意[6]，但由于修復(fù)對象為可靠性要求不高的農(nóng)機(jī)軸承，因而其方案能夠滿足應(yīng)用需求。

最早的滾動軸承再制造系統(tǒng)性文件為美國陸軍航空系統(tǒng)司令部發(fā)布的《軸承磨削修復(fù)報告》（USAAVSCOM－TR－76－27）[8]，并且指出當(dāng)時美國軍方使用拋光方法來再制造軸承已經(jīng)有20年歷史。1974年9月，文獻(xiàn)[9]引起了美國陸軍航空系統(tǒng)司令部（USAAVSCOM）的重視，與美國國家航空和宇宙航行局（NASA）聯(lián)合開展了近兩年的專門研究。1976年5月20日～21日，文獻(xiàn)[10－13]分別從制造、性能評估、檢測、應(yīng)用與經(jīng)濟(jì)性5個方面做出了獨(dú)立報告。美國陸軍航空系統(tǒng)司令部匯總了這些報告并發(fā)布了USAAVSCOM－TR－76－27，標(biāo)志著滾動軸承再制造成為系統(tǒng)性工程。1976年，軸承再制造的第1份正式報告[14]發(fā)布，成為NASA在軸承再制造研究方面的起點(diǎn)；1977年，軸承經(jīng)再制造后的壽命分析報告[15]發(fā)布；1987年，去除滾道表面金屬層對于疲勞壽命影響的分析報告[16]發(fā)布；此后，NASA的軸承再制造項(xiàng)目發(fā)生停滯，中斷時間接近20年。

雖然軸承再制造的基礎(chǔ)研究停滯，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展并未停止，發(fā)展較快的再制造項(xiàng)目主要集中在航空或鐵路等高價值產(chǎn)品領(lǐng)域，工業(yè)軸承再制造也在這一時期進(jìn)入各大軸承制造廠的視野。航空軸承方面，Timken公司成立了Bearing Inspection Inc（BII），為航空發(fā)動機(jī)軸承的檢測與再制造提供服務(wù)[17]；Schaeffler在澳大利亞專設(shè)了航空發(fā)動機(jī)軸承再制造中心[18]；SKF將4個相互依存的維修中心組織起來專門提供航空發(fā)動機(jī)軸承的檢查、維修和大修軸承服務(wù)[19]。鐵路軸承方面，各大知名品牌的軸承制造商均有自己的專業(yè)再制造工廠，如中國大陸的北京南口斯凱孚鐵路軸承有限公司，舍弗勒（寧夏）有限公司，洛陽LYC軸承有限公司鐵路軸承事業(yè)部等。用于重載行業(yè)的各種類型的滾動軸承，由于其本身價值較高，國內(nèi)外眾多軸承制造商在這一時期紛紛開展大型及特大型軸承的再制造服務(wù)，也正由于各軸承制造商均具備軸承再制造的生產(chǎn)能力，業(yè)務(wù)分散程度大，因而沒有萌生規(guī)模化的專業(yè)軸承再制造工廠，也沒有形成相關(guān)的技術(shù)體系文件。1991年，文獻(xiàn)[20]針對金屬軋制工廠中軸承工作環(huán)境惡劣容易造成軸承早期異常失效的實(shí)際情況，提出了大型軸承再制造的價值和意義，并從應(yīng)用角度首次提出了較為詳細(xì)的軸承再制造方案。

進(jìn)入21世紀(jì)后，二氧化碳大量排放造成的生態(tài)惡化問題受到越來越多的關(guān)注。大型軸承制造過程中使用材料多、能耗高、碳排放量大，滾動軸承再制造的理論研究與產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速發(fā)展。理論研究方面，NASA再度開展中斷了近20年的研究，并陸續(xù)發(fā)布了多項(xiàng)針對滾動軸承再制造的研究報告，其中文獻(xiàn)[21]給出了明確的軸承再制造分級方式以及再制造流程，并規(guī)定了再制造軸承的可靠性問題；文獻(xiàn)[22]提出了飛機(jī)發(fā)動機(jī)軸承的再制造技術(shù)規(guī)范；文獻(xiàn)[23]回顧了軸承鋼的發(fā)展歷史與前景，提出了滾動軸承再制造行業(yè)需考慮到軸承的原始材質(zhì)；文獻(xiàn)[24]再度總結(jié)了再制造軸承的壽命計算問題。眾多學(xué)者也開始關(guān)注軸承再制造的技術(shù)問題。文獻(xiàn)[25]采用試驗(yàn)與理論分析結(jié)合的方法分析了采用拋光再制造軸承的滾動接觸疲勞問題；文獻(xiàn)[26]基于大型向心軸承滾動體的再制造，提出了新設(shè)計條件下的5級再制造方法；文獻(xiàn)[27]研究了通過軸承再制造以延長壽命并提升性能的問題；文獻(xiàn)[28]針對調(diào)心滾子軸承分析了再制造過程與疲勞壽命的關(guān)系。產(chǎn)業(yè)規(guī)模上，各知名品牌的軸承制造廠均成立了專業(yè)化的再制造工廠，其中 SKF[29]，Schaeffler[4]和 Timken[30]在全球的專業(yè)再制造工廠數(shù)量分別達(dá)到9，7，6間，這一時期增加的再制造工廠主要對象為工業(yè)軸承。正由于這一時期再制造行業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的重工企業(yè)也開始關(guān)注軸承再制造的價值，并對再制造軸承的可靠性進(jìn)行了實(shí)踐檢驗(yàn)。

2.2 軸承再制造分級方法

滾動軸承再制造的對象是已經(jīng)使用過（或長時間存放未使用）的軸承，由于使用周期數(shù)量、應(yīng)用工況差異，其狀態(tài)差別較大，制造工廠開展軸承再制造時需先將其分級。文獻(xiàn)[8]提及了不同狀態(tài)區(qū)分，但由于其關(guān)注的對象是航空軸承，因而其分級方式較為簡單。

專業(yè)軸承再制造廠積累了大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，形成了較為詳盡的軸承再制造分級方式，3個品牌軸承制造廠的再制造分級形式和內(nèi)容見表1。

表1 軸承制造廠軸承再制造分級形式和內(nèi)容Tab.1 Classification forms and contents of bearing remanufacturing for manufacturers

表1中，SKF將再制造分為5個等級[29]。其中Class 0指檢測舊軸承或長時間庫存的軸承，以確認(rèn)其是否滿足圖紙要求的再制造等級；Class Ⅰ指對存在輕微缺陷的軸承進(jìn)行局部拋光或磨削以恢復(fù)軸承性能的再制造等級；Class Ⅱ指更換滾動體、保持架，磨削軸承內(nèi)、外徑或端面以保證裝配需求，拋光滾道并且金屬去除量小于13μm的再制造等級；Class Ⅲ指滾道磨削去除量達(dá)到75μm（軸承外徑小于400 mm）或300μm（軸承外徑大于400 mm），并更換加大尺寸滾動體以保證游隙的再制造等級；Class Ⅳ指以上再制造方案不能滿足需求，需更換一個套圈的再制造等級。

Schaeffler FAG將再制造分為4個等級[4]。其中Level Ⅰ指軸承的清洗、拆解與零件檢測；Level Ⅱ指對于零件表面存在的輕微缺陷拋光處理，該等級不更換任何零件；Level Ⅲ指滾道存在明顯缺陷，對其進(jìn)行磨削并更換滾動體；Level Ⅳ指套圈存在裂紋或深度疲勞缺陷時，需更換套圈、滾動體、保持架等零件。

Timken將再制造分為3個等級[30]。其中Type Ⅰ為軸承的清洗、拆解與零件檢測；Type Ⅱ?yàn)榱慵砻娲嬖诘妮p微缺陷拋光處理；Type Ⅲ為滾道磨削，滾動體更換。

NASA將軸承再制造分為4個等級[21]。其中Level Ⅰ指軸承的清洗、拆解、零件檢測并與原零件圖對比；Level Ⅱ指對于套圈表面存在的輕微缺陷拋光處理，更換滾動體；Level Ⅲ指滾道磨削并更換加大尺寸滾動體；Level Ⅳ指更換套圈、滾動體、保持架等零件。

對比3家公司及NASA的再制造分級方法可知，雖然表面看起來差異較大，但實(shí)際上存在一致性。其中，SKF的Class 0＋Class Ⅰ與FAG的Level Ⅰ，Timken的 Type Ⅰ包含內(nèi)容一致；Class Ⅱ，Level Ⅱ，Type Ⅱ均為軸承各表面的拋光；Class Ⅲ，Level Ⅲ，Type Ⅲ均為磨削滾道并更換加大尺寸滾動體；Class Ⅳ和 Level Ⅳ均為更換套圈的再制造方法，但Schaeffler FAG明確指出Level Ⅳ的再制造成本與新軸承接近，僅對特殊領(lǐng)域的軸承才開展此等級的再制造[4]。NASA的再制造分級方法與 Schaeffler FAG接近，區(qū)別僅在于NASA的Level Ⅱ要求更換滾動體。

雖然目前國內(nèi)很多軸承制造廠開展了軸承再制造業(yè)務(wù)，但未見專門分級方法的技術(shù)資料。這與國內(nèi)軸承行業(yè)的再制造產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀有關(guān)，國內(nèi)軸承再制造產(chǎn)業(yè)分散，缺少專門的再制造工廠，開展的技術(shù)研究仍集中在工藝方面[32－35]。

2.3 軸承再制造工藝流程

由于再制造對象狀態(tài)的差異，軸承再制造的工藝流程與其分級方法緊密相關(guān)，其工藝流程及其與再制造分級的關(guān)聯(lián)性如圖2所示。

圖2 軸承再制造工藝流程圖Fig.2 Process flow diagram of bearing remanufacturing

待再制造軸承入庫后，首先清洗軸承，若軸承裝配指標(biāo)中有游隙值要求，應(yīng)測量待再制造軸承的游隙值；對于向心軸承，上一使用周期的承載區(qū)對于軸承再制造效果的影響至關(guān)重要（圖1），因此應(yīng)標(biāo)記其承載區(qū)；隨后，將軸承拆套，采用目檢方式觀測滾道與滾動體表面狀態(tài)；采用無損檢測方法檢測材料內(nèi)部狀態(tài)；檢測各零件的尺寸、形狀與位置參數(shù)，并出具原始檢測報告；若軸承無顯著缺陷，采用手工方法去除細(xì)小缺陷，退磁后裝配，測量旋轉(zhuǎn)精度，對于密封軸承需重新注脂，包裝入庫。

以上為Level Ⅰ再制造工藝流程，若以上工藝不能滿足技術(shù)要求，則需采用Level Ⅱ工藝。Level Ⅱ再制造包含Level Ⅰ的前期所有檢測環(huán)節(jié)，對于游隙或某些尺寸不合格的軸承產(chǎn)品，舊零件互配以保證裝配要求（互配過程需要考慮軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計的一致性）；采用互配法有可能造成軸承回轉(zhuǎn)節(jié)圓直徑少量變動，需關(guān)注保持架兜孔間隙量，工藝流程上需處理保持架；將無明顯缺陷的滾道拋光后重新裝配。

對于滾道存在明顯缺陷的軸承，Level Ⅱ不能滿足軸承再制造技術(shù)指標(biāo)，需進(jìn)行滾道磨削，并更換加大尺寸的滾動體以保證游隙，滾道磨削量一般不超過300μm，并要求內(nèi)、外滾道金屬去除量均勻以保證節(jié)圓直徑不變，同時要考慮到保持架兜孔間隙量滿足回轉(zhuǎn)要求；這一過程中也涉及到零件選配問題，即Level Ⅲ工藝流程。

按照最大磨削量，若仍不能去除滾道缺陷，則需更換一個套圈，更換加大尺寸滾動體（若滾動體無顯著缺陷且保持架兜孔間隙滿足要求，也可采用滾動體磨削的方案），即Level Ⅳ工藝流程。如果2個套圈的滾道上均存在無法去除的缺陷，則該軸承報廢。

3 滾動軸承再制造技術(shù)的理論與實(shí)踐

作為精度要求高的機(jī)械基礎(chǔ)件，滾動軸承應(yīng)用過程伴隨著壽命和精度的衰減，使?jié)L動軸承再制造成為一個復(fù)雜的技術(shù)問題，其難度主要體現(xiàn)在壽命計算理論和工藝復(fù)雜性2個方面。

3.1 再制造軸承的剩余壽命計算理論[14，19]

滾動接觸疲勞表現(xiàn)為金屬微粒從滾道或滾動體表面脫落，對于制造潤滑良好、充分的軸承，剝落起始于表面下的裂紋，然后擴(kuò)展至表面，最終在承載區(qū)域的表面形成麻點(diǎn)或者剝落。深溝球軸承在外載荷P作用下，軸承承載區(qū)與接觸輪廓示意圖如圖3所示。外圈靜止，內(nèi)圈以角速度ωi旋轉(zhuǎn)。圖中：Gr為軸承的徑向游隙；xi，xo為由于交變載荷作用造成的外圈溝道硬化層的深度。

圖3 深溝球軸承的承載區(qū)域Fig.3 Loaded region of deep groove ball bearing

文獻(xiàn)[36]認(rèn)為正交剪應(yīng)力τ0是疲勞裂紋產(chǎn)生的根源，并提出了軸承的疲勞壽命計算公式；文獻(xiàn)[37]采用最大剪應(yīng)力τ45代替正交剪應(yīng)力τ0，修正了Lundberg的壽命計算公式，即

式中：S為幸存概率；c為應(yīng)力壽命指數(shù)；e為Weibull分布的斜率；N為以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)計數(shù)的軸承壽命；V為承受應(yīng)力的體積。

由（1）式可得軸承壽命為

式中：A為材料壽命因子。

滾動軸承的額定壽命是指一批軸承在規(guī)定載荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，90%的軸承沒有發(fā)生失效，而10%的軸承發(fā)生失效的估計壽命，即L10。但在苛刻工作條件下，絕大部分軸承在達(dá)到L10之前均已被替換，這意味著很多軸承較多的剩余壽命被浪費(fèi)，滾動軸承再制造的理論基礎(chǔ)在于挖掘這部分剩余壽命的價值。依據(jù)前文軸承再制造分級方法，不同級別的再制造工藝方法存在差異，因而其剩余壽命計算方法也存在差別。

對于Level Ⅰ再制造工藝流程，軸承滾道未經(jīng)機(jī)械加工，因而其剩余壽命計算可根據(jù)滾動軸承壽命計算理論繼續(xù)計算。一批軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時間達(dá)到L10后，按照額定壽命的定義，該批軸承有10%發(fā)生失效，將90%未失效軸承采用Level Ⅰ再制造，仍依據(jù)額定軸承壽命的定義，此批90%再制造軸承的10%發(fā)生失效，即為再制造后的L10。即到此時原始軸承數(shù)量的10%＋90%×10%＝19%發(fā)生失效，則剩余壽命的計算轉(zhuǎn)換成幸存概率變量問題，即

式中：F為失效概率。

壽命計算過程中分別計算L10和L19，二者差值與L10的比值為再制造后軸承的壽命修正系數(shù)，即

再制造后軸承的壽命為

式中：LFI為壽命修正系數(shù)。

（1）～（5）式計算的是可靠度為90%時的再制造軸承的壽命，不同應(yīng)用條件下可靠度需求存在差異，Zaretsky計算了不同可靠度下軸承Level Ⅰ再制造后的壽命修正系數(shù)，見表2。

表2 軸承壽命系數(shù)Tab.2 Life factors of bearing

對于Level Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ再制造的滾道，由于其表面存在金屬去除量，去除滾道表層金屬后，其剩余壽命比Level Ⅰ再制造后軸承的長。滾道經(jīng)再制造后最大剪應(yīng)力位置變化曲線如圖4所示。圖中：對τ45做了歸一化處理；x為拋光（或磨削）去除的材料深度；下標(biāo)1，2為2次材料去除過程。將x1和x2歸一化處理后去除材料的分?jǐn)?shù)百分比。由圖4可知，經(jīng)拋光（或磨削）后造成的滾道尺寸變化改變了應(yīng)力分布狀態(tài)。

圖4 滾道經(jīng)再制造后最大剪應(yīng)力位置變化曲線Fig.4 Variation curves of maximum shear stress position of raceway after remanufacturing

假定被硬化的材料僅為滾道表面到最大剪應(yīng)力的位置，此時 Z／Z45＝1，則深度超過Z45部分的材料可以理解為未發(fā)生硬化。假設(shè)去除材料的深度為x，則滾道下未經(jīng)硬化的新材料體積為

式中：（6a）式為點(diǎn)接觸類型軸承；（6b）式為線接觸類型軸承；a為接觸橢圓的長半軸；lL為接觸區(qū)的當(dāng)量寬度；lt為滾道接觸區(qū)長度。

除了（6）式包含的材料體積外，滾道下還包含上一應(yīng)用周期硬化后的材料，材料硬化后將減少軸承的壽命，其體積為

由（1）式可分別計算再制造后軸承滾道下包含的2種特征（硬化后／未經(jīng)硬化）的材料壽命，即

式中：Lx為未經(jīng)硬化材料的壽命；L1－x為已硬化材料的壽命。

對于滾道下層2種特征的金屬材料，可按照乘積定律將其壽命進(jìn)行統(tǒng)計處理[21]

（9）式計算了1條Level Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ再制造滾道的剩余壽命，另一條滾道的壽命計算可以采用相同方法，獲取2條滾道的剩余壽命后仍采用乘積定律將其進(jìn)行統(tǒng)計處理以求取整套軸承的剩余壽命[38]。

需要指出的是，對于向心軸承，由于游隙影響，滾道上被強(qiáng)化的材料僅位于承載區(qū)，因而若再制造后更換承載區(qū)，則其壽命衰減程度與整個圓周承載的軸承存在差別，再制造后的壽命曲線如圖1所示。

3.2 實(shí)踐問題

除剩余壽命計算的理論問題外，再制造時軸承狀態(tài)的多樣性還造成諸多實(shí)際問題，目前主要集中在已使用時間統(tǒng)計、工序間技術(shù)條件以及整形工藝3個方面。

3.2.1 已使用時間的統(tǒng)計

剩余壽命的理論計算過程中的重要參數(shù)是軸承再制造時已使用時間，但對于非連續(xù)工作的軸承，主機(jī)廠難以提供可靠的數(shù)據(jù)，對于確定該軸承是否能夠進(jìn)行再制造以及其剩余壽命的計算是棘手的實(shí)際問題。

3.2.2 工序間技術(shù)條件的制定

滾動軸承應(yīng)用造成零件精度降低，為恢復(fù)零件的尺寸、形狀和位置精度，再制造工藝過程中會衍生出很多新問題（如套圈橢圓度大且內(nèi)外徑尺寸余量不足，滾道磨削后將破壞套圈壁厚差）。對于這類再制造工藝環(huán)節(jié)中的技術(shù)問題，目前尚無統(tǒng)一的工序間技術(shù)條件規(guī)范，再制造工廠使用的內(nèi)部工序間技術(shù)條件僅依賴于應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

3.2.3 整形工藝的制定

工業(yè)軸承尺寸相對較大，使用過程中極易造成套圈的圓度超差，為保證再制造后套圈的圓度，經(jīng)常需要在磨削套圈前進(jìn)行整形工藝。不同原材料和熱處理方式對整形效果都存在較大影響，目前整形工藝的技術(shù)規(guī)范也不明確。

4 展望

隨著滾動軸承設(shè)計方法的進(jìn)展以及新型材料增長技術(shù)的出現(xiàn)，滾動軸承的再制造技術(shù)將迎來新的變革，同時，隨著再制造行業(yè)的整體推進(jìn)，越來越多的用戶認(rèn)可滾動軸承再制造的價值，也將帶來軸承再制造業(yè)的又一次興盛。

4.1 適合于再制造的軸承結(jié)構(gòu)

滾動軸承（尤其是重載條件下的工業(yè)軸承）的滾道疲勞問題是其應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)中難以避免的問題，也是造成軸承再制造與一般再制造差別大的根源問題。對于重大型軸承，需承受交變周期應(yīng)力的材料只占整套軸承材料很少一部分，若滾道與軸承整體分離，則為軸承再制造提供極大方便性。

目前已有工業(yè)軸承開始采用獨(dú)立滾道，以轉(zhuǎn)盤軸承為例說明這種設(shè)計方案。盾構(gòu)機(jī)上采用的一種新型三排滾子主軸承（圖5a），軸承殼體采用調(diào)質(zhì)后的42CrMo[39]，僅滾道部分采用滲碳軸承鋼G20Cr2Ni4[40]，材質(zhì)選擇綜合考慮了制造成本與應(yīng)用效果的平衡。滾道一面達(dá)到疲勞壽命后，翻面后測量回轉(zhuǎn)精度，若能滿足使用要求，則直接反面使用；若不滿足使用要求，則可通過再制造修磨原滾道面作為定位面，將原定位面作為滾道；當(dāng)滾道兩面均已發(fā)生疲勞，可采用更換滾道的再制造方案。一種交叉滾子鋼絲滾道軸承結(jié)構(gòu)如圖5b所示。鋼絲滾道軸承結(jié)構(gòu)形式涵蓋現(xiàn)有的所有軸承結(jié)構(gòu)形式，廣泛應(yīng)用于軍工設(shè)備、醫(yī)療器械、紡織、太陽能、機(jī)器人等眾多行業(yè)[41]。殼體材料采用目前使用較多的硬鋁合金 AlZnMgCu1.5[42]，滾道材料使用彈簧鋼60Si2MnA[43]。此類軸承的顯著優(yōu)點(diǎn)在于快速更換的方便性，其本質(zhì)即為軸承再制造。

圖5 適合再制造的滾動軸承結(jié)構(gòu)Fig.5 Structures of rolling bearings suitable for remanufacturing

4.2 新型再制造方法的應(yīng)用

由于交變應(yīng)力作用，一般滾動軸承的滾道、轉(zhuǎn)盤軸承齒輪的嚙合位置不適于采用材料增長的方法進(jìn)行再制造，但實(shí)際再制造中也有部分軸承的接觸位置采用材料增長方法，如鋼包回轉(zhuǎn)臺中使用的轉(zhuǎn)盤軸承的齒輪，滲碳鋼制造的滾動軸承的非承載區(qū)等。另外，隨著材料增長技術(shù)的快速發(fā)展，基于該技術(shù)的滾道再制造的研究也陸續(xù)開始。

4.3 滾動軸承的批量再制造

滾動軸承再制造的一個重要環(huán)節(jié)為零件互配，而實(shí)現(xiàn)零件互配的前提和基礎(chǔ)是待再制造同型號軸承的批量較大。盡管近年來已有部分重工企業(yè)開始關(guān)注軸承再制造的價值，但實(shí)踐中歸集同一型號形成批量仍存在較大困難，期待未來能有更多用戶關(guān)注并認(rèn)可滾動軸承再制造的價值以形成批量，這將大大提高再制造的成品率，并顯著降低再制造成本。